偏心擺動型減速機及其偏心體軸的制造方法
【專利說明】偏心擺動型減速機及其偏心體軸的制造方法
[0001 ] 本申請是申請號為201310566128.X、申請日為2013年11月14日、發明名稱為“偏心擺動型減速機及其偏心體軸的制造方法”的發明專利申請的分案申請。
[0002]本分案申請屬于因審查員指出分案申請201310566128.X存在單一性缺陷、申請人按照審查員的審查意見再次提出分案申請的情況，屬于分案申請遞交時間的例外，應該被允許。
技術領域
[0003]本發明涉及一種偏心擺動型減速機及其偏心體軸的制造方法。
[0004]本申請主張基于2010年2月3日申請的日本專利申請第2010-022575號的優先權。本申請的全部內容通過參照援用于本說明書中。
【背景技術】
[0005]在專利文獻I公開了偏心擺動型減速機。該減速機具備:外齒輪;偏心體軸，具有偏心體;偏心體軸承，配置于該外齒輪與所述偏心體之間;及內齒輪。
[0006]這種減速機中，通過輸入軸的旋轉使偏心體軸旋轉，且通過偏心體軸的旋轉，使所述外齒輪通過所述偏心體軸的偏心體偏心或撓曲擺動的同時，內嚙合于所述內齒輪。通過該內嚙合在內齒輪與外齒輪之間發生對應該內齒輪與外齒輪的齒數差的相對旋轉，因此約束內齒輪或外齒輪中任意一側的自轉，并從另一側輸出該相對旋轉成分。
[0007]專利文獻:日本特開2008-267571號公報
[0008]這種偏心擺動型減速機中，配置于外齒輪與偏心體之間的軸承的滾動體(在施加外齒輪偏心擺動時的動態變動轉矩的狀況下)直接滾動接觸在偏心體軸上。因此，實際情況為如下:該偏心體軸在耐久性上處于嚴峻的狀態下，該偏心體軸的壽命成為決定減速機整體的壽命的較大要素。
[0009]但是，以往幾乎沒有對涉及偏心體軸的耐久性的機構詳細調查研究的例子，因此，當制造偏心體軸時，實際情況為如下:只不過進行如后述的圖2、圖6中的以往的硬化處理例P中所示的一般的表面硬化處理。
【發明內容】
[0010]本發明是在這種狀況下，基于詳細地探求涉及偏心體軸的耐久性的機構的結果所得到的見解而完成的，其課題為大大地延長偏心體軸的壽命，從而進一步提高偏心擺動型減速機的耐久性。
[0011]本發明通過設成如下結構解決上述課題，即一種偏心擺動型減速機，具備:外齒輪;偏心體軸，具有偏心體;偏心體軸承，配置于該外齒輪與所述偏心體之間；及內齒輪，使所述外齒輪通過所述偏心體軸的偏心體偏心或撓曲擺動的同時，內嚙合于所述內齒輪，其特征在于，在賦予使偏心體軸的材料特性發生變化的熱負荷之前的所述偏心體軸的維氏硬度為HVl，賦予所述熱負荷之后的所述偏心體軸的維氏硬度為HV2時，對所述偏心體軸實施HV1-HV2的變化抑制為不足60HV的硬化處理。
[0012]本發明是基于闡明以往未完全驗證的偏心體軸的劣化(損傷或磨損)的機構的見解而完成的。著眼的具體的課題本身并非公知的內容，因此對該具體的課題與其解決的原理在后面詳細地進行說明。
[0013]在本發明中作為結論著眼于，對偏心體軸賦予如使其材料的特性發生變化的熱負荷之前與之后所進行的壓痕試驗中，各自的壓痕隆起高度的大小。
[0014]S卩，在對偏心體軸在賦予使該偏心體軸的材料特性發生變化的熱負荷之前，進行壓痕隆起試驗的結果所產生的隆起高度為Al，對偏心體軸在賦予使所述熱負荷之后，進行壓痕隆起試驗的結果所產生的隆起高度為A2時，對偏心體軸實施具有A2/A1之比成為1.0以下的特性的硬化處理。
[0015]其結果，能夠得到如經使用耐久性反而(經時地)提高的理想的定性特性，且能夠使偏心體軸的耐久性飛躍地延長。
[0016]并且，本發明從其他觀點考慮著眼于對偏心軸體賦予如材料特性發生變化的熱負荷之前與之后的維氏硬度的變化。
[0017]具體而言，本發明也通過如下解決上述課題，即一種偏心擺動型減速機，具備:夕卜齒輪;偏心體軸，具有偏心體;偏心體軸承，配置于該外齒輪與所述偏心體之間；及內齒輪，使所述外齒輪通過所述偏心體軸的偏心體偏心或撓曲擺動的同時，內嚙合于所述內齒輪，其特征在于，在所述偏心體軸的表層部析出有最大粒徑不足4μπι的粒狀碳化物。
[0018]通過該結構，與上述相同，也能夠使偏心體軸的耐久性飛躍地延長。
[0019]另外，通過實施相當于上述硬化處理的處理中的一種硬化處理，在本發明的偏心體軸的表層部析出最大粒徑不足4μπι的粒狀碳化物，由此能夠使偏心體軸的耐久性飛躍地延長。
[0020]本發明也通過如下解決上述課題，即一種偏心體軸的制造方法，是偏心擺動型減速機的偏心體軸的制造方法，所述偏心擺動型減速機具備:外齒輪;偏心體軸，具有偏心體；偏心體軸承，配置于該外齒輪和所述偏心體軸之間;及內齒輪，使所述外齒輪通過所述偏心體軸偏心或撓曲擺動的同時，內嚙合于所述內齒輪，其特征在于，包括使最大粒徑不足4μπι的粒狀碳化物析出于所述偏心體軸的表層部的工序。
[0021]發明的效果
[0022]根據本發明，能夠大大延長偏心擺動型減速機的偏心體軸的壽命，從而進一步大大提高偏心擺動型減速機其本身的耐久性。
【附圖說明】
[0023]圖1是表示(A)試驗用熱負荷賦予前，及(B)試驗用熱負荷賦予后的壓痕隆起高度與壽命的關系的圖表。
[0024]圖2是各種硬化處理的性能、各因素等的一覽表(其中，P表示以往)。
[0025]圖3是表示偏心體軸受到損傷或磨損的機構的一方式(假設)的說明圖。
[0026]圖4是表示示出本發明的實施方式的一例的偏心擺動型減速機的剖視圖。
[0027]圖5是沿圖4的向視V-V線的剖視圖。
[0028]圖6是表示偏心擺動型減速機的偏心體軸的制造工序中的各種硬化處理的熱負荷賦予方式例的時序圖(其中，(P)表示以往)。
[0029]圖7是示意地表示馬氏體的組織圖。
[0030]圖中:12-偏心擺動型減速機，14-輸入軸，16-恒星齒輪，18-傳動齒輪，20-偏心體軸，22A、22B-偏心體，24A、24B-外齒輪，26A、26B-滾子(偏心體軸承)，28-內齒輪。
【具體實施方式】
[0031][本發明的具體課題與其解決原理]
[0032]本發明是基于闡明以往未完全驗證的偏心體軸的劣化(損傷或磨損)的機構的見解而完成的。著眼的具體的課題本身并非公知的內容，因此進入實施方式的說明之前，首先，對在本發明著眼的具體的課題與其解決的原理詳細地進行說明。
[0033]發明者們推定出如下機構作為偏心體軸劣化的機構(原因)之一:如圖3所示，在偏心體軸的偏心體E與偏心體軸承(的滾動體)R之間混入齒輪的磨損顆粒D等異物時，在偏心體E的表面發生小的壓痕M(圖1A—B)，應力集中在該壓痕M的邊緣上(圖B)，并擴展到表面剝離H(圖3C)。若該推定正確，則在進行壓痕試驗(調查在試驗載重30kgf下實施維氏硬度試驗時的壓痕隆起高度的試驗)時，壓痕的隆起高度越小，(因為壓痕很難發生)應力集中也越難發生，壽命應該延長。
[0034]但是，如圖1(A)所示，得到即使在壓痕試驗中隆起高度大致相同的偏心體軸中，壽命上也產生大的差距的實驗結果，確認了壓痕的隆起高度“并不是單純地對壽命產生影響(不是說僅僅壓痕的隆起高度低就好)”。
[0035]其中，在該試驗例(及后述的實施方式)中，作為壓痕隆起試驗，進行了在試驗負載30kgf下的維氏硬度試驗，但只要是在偏心體軸形成壓痕，則試驗負載或試驗方法并不限定于此，例如可以為30kgf以外的試驗負載，也可以進行洛氏硬度試驗。而且，壓痕隆起高度是指如圖3所示的轉移面與隆起部分最頂部之間的距離，進一步具體而言，在該試驗例(及后述的實施方式)中，將對置的2點處的隆起高度的平均值作為壓痕隆起高度Al、A2。但是，壓痕隆起高度的決定方法并不限定于此，例如可以采用某特定的一點的隆起高度，也可以采用3點以上的平均值。
[0036]另一方面，發明者明在闡明或觀察偏心體軸劣化的機構的過程中注意到這種減速機的偏心體軸一旦開始劣化，則該劣化的進行速度更快的現象。發明者們對該原因設定了如下假設。
[0037]S卩，一般偏心體軸-偏心體軸承的滾動體-外齒輪之間的徑向間隙設定為-ΙΟμπι?ΙΟμπι左右。在要求精度的機械手的關節等的用途中有時要求_3μπι?3μπι左右。而且，近幾年的產業機械中，強烈要求加快作業速度，因而偏心體軸的轉速的高速化也顯著。因此，DmN值，即偏心體軸的轉速(rpm) X偏心體軸承的滾動體的節圓直徑(mm)的值在10,000以上的情況下使用的情況也較多，處于熱性非常嚴峻的狀態(偏心體軸在減速機的運轉中成為超高溫)。因此，發明者們推測“在新品減速機的偏心體軸與經過使用開始進行劣化后的減速機的偏心體軸中，是不是(因為減速機的運轉中發生的熱)在該偏心體軸的材料的特性上發生變化”。
[0038]S卩，發明者們推測，偏心體軸因減速機的運轉而變成超高溫，且偏心體軸的材料特性因該熱負荷發生變化后的狀況，或者材料特性發生變化“前”與“后”的狀況是否與偏心體軸的壽命有較大關系。